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Verfahren zum Herstellen von Formstücken mit winklig verlaufenden
oder doppelt gekrümmten Flächen, Rohren und anderen Drehkörpern Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen- säurebeständiger Körper durch Verwendung von mit einer
härtbaren Masse, wie insbesondere Kunstharz (Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukten)
getränkten Fäden oder Bändern aus Asbest, welche auf einen Kern aufgewickelt werden.
Dieses bekannte Wickelprinzip führt bei Platten zu ganz brauchbaren Ergebnissen.
Jedoch zeigt es sich, daß Rohre öder andere Drehkörper und Formstücke mit winklig
verlaufenden oder doppelt gekrümmten Flächen, wie z. B. Gefäßdeckel mit Stopfbüchse,
eine ganz unzureichende Zug- und Biegfestigkeit besitzen, also den auftretenden
Beanspruchungen nicht gewachsen sind.
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Dies gilt auch für solche Formstücke, die durch Aufwickeln von gewebten
Bändern in. bekannter Weise hergestellt sind, obwohl hierbei ein Teil der Fäden,
z. B. die Schußfäden, axial zur Wickelachse verlaufen.
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Die Wickelfäden bzw. die Kettenfäden bilden nämlich konzentrische
Ringe und ergeben eine geschichtete Struktur, die mit der Struktur eines Holzkörpers
verglichen werden kann. Die nach diesem bekannten Verfahren hergestellten Körper
können jedoch Biegungsbeanspruchungen nicht aufnehmen.
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Die Erfindung besteht darin, daß außer den Wickelschichten solche
Schichten von Fäden oder Bändern vorgesehen werden, welche parallel zur Wickelachse
in Richtung der Zug- und Biegungsbeanspruchungen verlaufen.
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Bei Rohren verlaufen diese Verbindungsfäden oder -bänder parallel
zur Wickelachse. In Flanschen und Formstücken mit winklig zueinander stehenden oder
doppelt gekrümmten Flächen, wie z.B. Gefäßdeckeln mit Stopfbüchse o. dgl., werden
die Verbindungsfäden oder -bänder jedoch trichterförmig verlegt, so daß sie die
einzelnen Wickelschichten miteinander verbinden.
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Diese Anordnung von in Richtung der Wickel- oder Symmetriachse verlaufenden
Einzelfäden oder Bändern läßt sich auch mit Erfolg bei der Herstellung -von einseitig
oder allseitig umkleideten Stäben, Platten und anderen Kernen verwenden.
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Insbesondere wurde die überraschende Feststellung gemacht, daß es
möglich ist, eine den praktischen Anforderungen genügende festeVerbindungzwischen
einer solchen Be- oder Umkleidung und einem hölzernen Kern herzustellen. Versuche
mit einer Paste, bestehend .aus mit Asbestflocken gemischtem Kunstharz, ließen diese
Möglichkeit unerreichbar erscheinen, zumal da auch das Arbeiten des Holzkernes eine
Aussicht auf Lösung der gestellten Aufgabe nicht zuließ.
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Bewickelt man jedoch einen Holzkern mit Fäden oder Bändern, welche
mit Kunstharz getränkt sind, so :entsteht überraschenden weise eine sehr feste Verbindung
zwischen
dem Holzkern und der säurefesten Hülle, welche anscheinend
darauf beruht, daß das Kunstharz durch die Zwischenräume zwischen den Fäden hindurchläuft
und in die Poren des Holzes eindringt, so daß nach dein Härten des Kunstharzes eine
Verzahnung entsteht.
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Durch Verwendung von Wickelschichten und quer dazu verlaufenden Längsschichten
lassen sich erfindungsgemäß Stäbe, Walzen oder ähnliche langgestreckte, säurefest
umhüllte Holzkörper herstellen, welche sich durch gute Biegungsfestig keit auszeichnen,
In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele einige nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung hergestellte Körper veranschaulicht.
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Abb. I zeigt einen Bügel mit säurefester Umhüllung.
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Abb. 2 ist ein Längsschnitt durch ein geflanschtes Rohr.
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Abb. 3 ist ein Schnitt durch ein säurefestes Gefäß.
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Abb. .4 ist ein Längsschnitt durch einen Gefäßdeckel mit Stopfbüchse.
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Abb. 5 und 6 sind schaubildliche Darstellungen von säurefest umhüllten
Holzkörpern. Abb. ; stellt ein Gefäß dar, welches aus Platten gemäß Abb.6 zusammengebaut
ist. Bei dem in Abb. z dargestellten Bügel, der in Richtung der Pfeile belastet
ist und an den Enden getragen wird, sind außer den Wickelfäden oder -bändern solche
Schichten vorhanden, die parallel zur Längsachse des Bügels verlaufen und dem Träger
die erforderliche Zug- und Biegungsfestigkeit verleihen.
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Abb. 2 zeigt ein anschauliches Beispiel, wie gut sich die Richtung
der Faserschichten den verschiedenen Beanspruchungen anpassen läßt. Diese Abbildung
stellt das Ende eines Flanschenrohres dar, das über einen glatten Dorn aus '.,Metall
geformt wird. Die Herstellung geschieht durch Wickeln von dicht aufeinanderliegenden.Fadenschichten
a. Dazwischen werden ein oder mehrere axial verlaufende Fadenschichten b eingelegt.
Zum Wickeln der Flanschen kann man platte Formscheiben c benutzen, die auf dem Dorn
befestigt sind und mit dem Dorn nach dem Härten leicht entfernt werden können.
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Die gewickelten Fadenschichten verleihen dem Rohr die nötige Festigkeit
gegen inneren oder äußeren Druck, während die axial verlaufenden Fadenschichten
dem Rohr eine erhebliche Festigkeit gegen Zerreißen oder Verbiegen geben. Die Flanschen
erleiden durch den Innendruck und durch die Flanschenschrauben eine starke Biegungsbeanspruchung,
der am wirksamsten begegnet werden kann, wenn in die Flanschenwicklung eine auf
Zug beanspruchte trichterförmig axial verlaufende Fadenschicht d eingelegt wird,
die eine Formveränderung des Flansches verhindert. Die Zahl der übereinanderliegenden
Fadenschichten richtet sich natürlich nach der Beanspruchung, der das Rohr widerstehen
soll.
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Abb.3 stellt ein Gefäß dar, mit runder, ovaler oder eckiger Grundform.
Die Zarge e wird, ähnlich wie bei der Herstellung des Rohres, durch Aufwickeln in
mehreren Schichten gebildet, zwischen die axial verlaufende Schichten eingelegt
werden. Bei großen bzw. hohen Gefäßen kann die Anzahl der Fadenschichten vom oberen
Rande zum Boden des Gefäßes entsprechend dem erhöhten Flüssigkeitsdruck zunehmen,
wie die Abbildung zeigt. Der Boden t des Gefäßes besteht hier beispielsweise aus
einer Platte gemäß Abb. 6, die nach der Grundform des Gefäßes zugeschnitten ist
und unmittelbar an der Form g für die Zarge befestigt ist. Der Boden wird von der
Wicklung der Zarge vollständig eingeschlossen, so daß nach dem Härten Boden und
Zarge fugenlos zu einem Stück verbunden sind.
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Abb-. ¢ zeigt einen Gefäßdeckel mit Stopfbüchse für eine Wellendurchführung.
Zur Herstellung benutzt man einen Dorn h mit den aufgeklemmten Formscheiben
i und h.
Um die vorgeschriebenen Wandstärken leicht einhalten zu können,
begrenzt man dieselben durch eine Schablone L, die an irgendeinem festen Teil der
Wickelmaschine in richtigem Abstand zum Dorn lt und zu den Formscheiben i
und k befestigt ist. Auch in diesen Körper können axial verlaufende Fadenschichten
in die Wicklung eingelegt werden, wenn derselbe besondere Beanspruchungen erleidet,
sei es durch den Innendruck des Gefäßes oder durch das Gewicht der Welle, die die
Stopfbüchse zu tragen hat.
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Abb. 5 zeigt einen Holzstab, der mit einem chemikalienbeständigen
Überzug aus mit Kunstharz getränkten Asbestfäden versehen wird. Bei Stäben mit flachem
Ouerschnitt ist es zweckmäßig, zunächst eine mit der Längsrichtung des Stabes verlaufende
Wicklung m aufzubringen, worauf die .eigentliche, den Stab ganz umhüllende Fadenschicht
n gewickelt wird. Die sich kreuzenden Fadenschichten geben dem Stab .eine erhöhte
Stabilität.
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Abb.6 stellt eine Platte oder Gefäßwand dar, die in gleicher Weise
wie der Stab (Abb. 5) durch Umwickeln sich kreuzender Fadenschichten umhüllt wird.
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Abb.7 zeigt ein Beispiel für ein Gefäß, welches aus allseitig umhüllten
Platten gemäß Abb.6 zusammengesetzt ist. Der Zusammenbau der Platten kann in .einfachster
Weise, ähnlich wie bei hölzernen Gefäßen
allgemein bekannt, durch
Verschrauben erfolgen. Die Fugen bzw. Verbindungsstellen werden dadurch fest aneinandergepreßt,
so daß sie durch das Härten fugenlos zu einem Stück verbunden werden.
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Nach dem gleichen Verfahren lassen sich auch massive Platten aus getränkten
Asbestfäden in beliebiger Stärke herstellen. Wenn eine Platte, an der der Belag
nicht haftet, als Form eingehüllt und der Überzug nach dem Härten ringsum aufgeschnitten
wird, ergeben sich zwei Platten, aus getränkten Asbestfäden bestehend, die sich
leicht von der Metallform ablösen. Auch derartige Platten können zur Herstellung
von chemikalienbeständigen Gefäßen, Vorrichtungen und Apparaten benutzt werden.
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Zur Herstellung von Gebilden nach dem vorliegenden Verfahren können
Asbestfäden oder -garne sowie auch aus Asbestfäden ge= flochtene Schnüre oder Bänder
verwendet werden.